Вентиляцию характеризуют объем и кратность воздухообмена.
Слово вентиляция происходит (от латинского ventilatio – проветривание). Сей час под этим понятием понимают - регулиру-емый воздухообмен в помещении благоприятный для человека, а так же совокупность технических средств обеспечивающих такой воздухообмен.
В обычных жилых помещениях воздухообмен происходит через открытые двери и окна, а также при их не плотном закрытии, такой воздухообмен называют неорганизованным. Под организованным воздухообменом понимают - систему вентиляции.
Вентиляцию характеризуют объем и кратность воздухообмена. Объемом вентиляции называют количество воздуха (в м3), которое поступает в помещение в течение часа. Минимальная норма поступления наружного воздуха в помещение 30 м3/ч на взрослого человека и 20 м3/ч - на ребенка. Кратность воздухообмена показывает, сколько раз в течение часа меняется воздух в помещении. При кратности воздухообмена менее 0,5 в час человек испытывает чувство духоты в жилом помещении. В соответствии с требованиями существующих нормативов кратность воздухообмена в жилых домах должна быть (в жилых комнатах) 0,5 - 1,0; в кухнях 3,0 кратный обмен в час.
Различают два основных, часто встречающихся типа вентиляции, вентиляция перемешиванием и вентиляция вытеснением.
Перед тем как более подробно рассмотреть эти два типа, необходимо рассмотреть наиболее часто используемые термины, характеризующие качество воздуха.
Эффективность вентиляции
Эффективность вентиляции - это величина, показывающая, как быстро загрязнённый воздух удаляется из помещения.
Она определяется отношением концентрации вредных примесей, содержащихся в вытяжном воздухе к концентрации вредных примесей в помещении.
e m= Ccх100% / Сm
e m – эффективность вентиляции
Cc – концентрация вредных веществ в воздухе помещения
Сm – концентрация вредных примесей в вытяжном воздухе
Коэффициент воздухообмена
Данный параметр характеризует скорость замещения воздуха в помещении.
Он зависит от условий раздачи воздуха в помещении, расположения и размеров диффузоров, расположения источников тепла и т.д.
e a= (t nх100%) / (2хt m)
e a – эффективность воздухообмена
t n – поступающий свежий воздух
t m – средний “возраст” (время пребывания) воздуха в помещении
Эффективность вентиляции часто используется для качественной оценки способности системы обеспечивать комфортные условия по чистоте воздуха. Данный показатель находится в зависимости от геометрии помещения, взаиморасположения приточных и вытяжных отверстий и плотности распределения источников вредных примесей в помещении.
Вентиляция вытеснением позволяет получить значения эффективности вентиляции свыше 100%, в то время как при венти-ляции перемешиванием они не превышают 100%.
При применении метода вытеснения, возможно получить значения коэффициента воздухообмена от 50 до 100%, в то врем как при вентиляции перемешиванием они не превышают 50%.
ВЕНТИЛЯЦИЯ ВЫТЕСНЕНИЕМ
Это наиболее эффективный метод, традиционно используемый при вентиляции промышленных объектов. Кроме того, дан-ный метод вентиляции нашел широкое применение в так называемых системах комфортной вентиляции. При правильно рассчитанной схеме этот метод позволяет эффективно удалять излишки тепловыделений и достигнуть максимальной эф-фективности вентиляции.
Для более подробного описания данного метода необходимо выделить следующие понятия: рабочая зона и прилегающая зона.
Рабочая зона - часть комнаты, занимаемая или используемая людьми. Рабочей зоной принято считать пространство - отстоя-щее на 50 см от стен и оконных проёмов, и от 10 см до 180 см над полом.
Прилегающая зона - Это пространство вокруг приточного низкоскоростного диффузора, где им создаётся определённая ло-кальная скорость воздуха. Для систем комфортной вентиляции принято считать, что локальная скорость воздуха в прилегаю-щей зоне не должна превышать 0,2 м/с.
Такие требования предъявляются с целью максимально возможного уменьшения прилегающей зоны вокруг диффузоров.
Скорость воздуха и температура
При вентиляции вытеснением воздух подаётся на нижний уровень и течёт в рабочую зону с малой скоростью. Приточный воздух должен быть несколько холоднее, чем окружающий воздух помещения для работы принципа вытеснения.
Для комфортных систем, температура подаваемого воздуха должна быть на 1 °C ниже комнатной температуры, а для промыш-ленных или специальных систем эта величина составляет от 1 до 5 °C.
При слишком низкой температуре на притоке, всегда возникает риск образования т.н. конвекционных потоков.
Правильно спроектированные системы для вентиляции вытеснением обеспечивают очень хорошее качество воздуха, но дан-ный принцип имеет некоторые ограничения:
При проектировании данных систем необходимо также учитывать взаиморасположение по высоте и мощности отопительных устройств, которые влияют на динамику воздушных потоков внутри помещения. При сочетании с посторонними токами возду-ха помещения, неравномерный нагрев по высоте в некоторых случаях вызывает смещение нагретых слоёв воздуха вниз. На практике, это приводит к функционированию вентиляционной системы по другому принципу - перемешиванию.
ВЕНТИЛЯЦИЯ ПЕРЕМЕШИВАНИЕМ
При вентиляции перемешиванием приточный воздух одним или несколькими потоками подаётся в рабочую зону, вовлекая в движение большое количество воздуха внутри помещения. Рабочая зона лежит в зоне возвратного потока, где скорость возду-ха составляет 70% от скорости основного воздушного потока.
Под длиной струи принимается расстояние от воздухораспределителя до сечения воздушной струи ,в котором скорость ядра потока снижается до 0,2 м/с.
Эжекция это способность диффузоров подмешивать в струю прилегающий воздух помещения.
Диффузоры струйного типа (где воздух закручивается, проходя на большой скорости через сопла) - являются яркими примерами приточных устройств с высокой степенью эжекции. Диффузоры для вентиляции вытеснением имеют низкую степень эжекции.
Для устранения ощущения сквозняка при температуре приточной струи ниже комнатной температуры необходимо использо-вать приточные диффузоры с высокой степенью эжекции.
При расположении отверстия вентиляции в достаточной близости от плоской поверхности, выходящий ток воздуха откло-няется в её сторону и стремится течь непосредственно по поверхности. Этот эффект возникает вследствие образования раз-ряжения между струёй и поверхностью, а так как нет возможности подмеса воздуха со стороны поверхности то струя от-клоняется в её сторону.
Приемлемая скорость воздуха в рабочей зоне зависит от таких факторов как: температура в помещении, род деятельности в помещении, внутренний интерьер. Отмечено, что ощущение сквозняка устраняется, при скорости воздуха меньше 0,18 м/с и температуре от 20 до 22 °C.
Для возникновения настилающего эффекта расстояние между приточным отверстием и потолком не должно превышать 30 см.
Препятствия
Воздушный поток, вероятно, изменит направление при наличии препятствий свисающих с потолка, таких как светильники, перекрытия и др. Если выступ не превышает 2% от высоты потолка, то воздушная струя, вероятно, обогнёт препятствие.
ВЕНТИЛЯЦИЯ АУДИТОРИЙ
Наиболее распространенным способом вентиляции учебных классов и аудиторий является организация подвода воздуха под сидячие места. Это делается с расчётом на то, что воздух естественным образом под воздействием тепла перетечёт в верхнюю часть помещения вследствие эффекта вытеснения. Однако, это не всегда так. Воздух ведёт себя как жидкость, стекает вниз и накапливается, перед тем как медленно подняться к задней вытяжке. Поэтому приточный диффузор может быть также установлен во фронтальной части аудитории.
Вентиляция вытеснением
Вне зависимости от месторасположения приточных диффузоров, в реальных условиях необычайно трудно добиться иде-альной вентиляции вытеснением. Лабораторные измерения и компьютерное моделирование, как было описано выше, показали, что область реальных значений эффективности вентиляции лежит ниже 100%, что на практике означает наличие вентиляции перемешиванием.
Вентиляция перемешиванием
Также были проведены опыты с использованием традиционных вентиляционных систем - потолочных диффузоров типа vortex. Система работала удовлетворительно при расположении вытяжного отверстия сзади (над дверью). При расположении вытяжного отверстия в других местах возникали коротко - замкнутые потоки.
Дополнительная подача воздуха
Независимо от типа вентиляции, необходимо также вентилировать заднюю часть аудитории. Это особенно важно при наличии входной двери в задней части аудитории, таким образом, при входе не будет возникать эффекта стены теплого и отработанного воздуха.